DE2407678C3 - Circuit arrangement for digitizing an angle of rotation φ - Google Patents

Circuit arrangement for digitizing an angle of rotation φ

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DE2407678C3
DE2407678C3 DE2407678A DE2407678A DE2407678C3 DE 2407678 C3 DE2407678 C3 DE 2407678C3 DE 2407678 A DE2407678 A DE 2407678A DE 2407678 A DE2407678 A DE 2407678A DE 2407678 C3 DE2407678 C3 DE 2407678C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Digitalisierung des Drehwinkels ψ einer drehbaren, mit fa Umdrehungen pro Sekunde betriebenen Einrichtung, unter Verwendung von mit dem sin ψ und dem cos φ modulierten Hilfsspannungen einer Grundfrequenz fo, die durch weitere Schaltmittel in eine den Drehwinkel angebende Zählimpuisfoige umgesetzt werden, bei der η Impulse dem Drehwinkel von 360° entsprechen und aus den beiden Hilfsspannungen eine dritte Hilfsspannung gebildet ist, die entweder nur noch die Frequenz fo + fa oder nur noch die Frequenz fo—fa enthält, wobei die dritte Hilfsspannung und eine Vergleichsspannung einem als Vergleichsschaltung arbeitenden D-FIip-Flop derart zugeführt werden, daß am D-Eingang (Vorbereitungseingang) die Vergleichsspannung und am Clock-Eingang die dritte Hilfsspannung liegt, und daß am Ausgang des DFIip-Flop die gewünschte Zählimpulsfolge abgenommen wird.The invention relates to a circuit arrangement for digitizing the angle of rotation ψ of a rotatable device operated at fa revolutions per second, using auxiliary voltages modulated with sin ψ and cos φ at a basic frequency fo, which are converted into a counting pulse that indicates the angle of rotation by further switching means are implemented, in which η pulses correspond to the angle of rotation of 360 ° and a third auxiliary voltage is formed from the two auxiliary voltages, which either only contains the frequency fo + fa or only the frequency fo-fa , the third auxiliary voltage and a comparison voltage a D-FIip-Flop operating as a comparison circuit are fed in such a way that the comparison voltage is applied to the D input (preparation input) and the third auxiliary voltage is applied to the clock input, and the desired counting pulse sequence is taken from the output of the DFIip-Flop.

In der deutschen Offenlegungsschrift 20 54 553 ist eine Vorrichtung zur Übermittlung der Winkellage einer drehbaren Einrichtung unter Verwendung zweier Hilfsspannungen beschrieben, wob die eine Hilfsspannung der Funktion Ul = sin φ ■ sin φ 2 π ■ fo ■ t und die zweite Hilfsspannung der Funktion i/2 = cos φ · cos 2 π ■ fo ■ t genügt. Dabei ist φ der Drehwinkel der drehbaren Einrichtung und fo die Frequenz der Hilfsspannung des Winkelgebers. Bei der bekannten Anordnung werden aus dem Analogsignal der Hilfsspannungen UX, i/2 Impulsreihen mittels Abtastschaltungen gebildet, und es wird eine 90-Phasenverschiebung der Impulsreihen vorgenommen. Darüber hinaus wird ein Bezugsphasensignal erzeugt und mit dem aus dem ursprünglichen Signal abgeleiteten Signal verglichen. Die bekannte Anordnung erfordert zur Durchführung der Winkelumsetzung einen sehr großen Aufwand.In the German Offenlegungsschrift 20 54 553 a device for transmitting the angular position is described a rotatable device using two auxiliary voltages, wob ~ λ which an auxiliary voltage of the function Ul = sin φ ■ sin φ 2 π ■ fo ■ t and the second auxiliary voltage of the function i / 2 = cos φ · cos 2 π ■ fo ■ t is sufficient. Here, φ is the angle of rotation of the rotatable device and fo is the frequency of the auxiliary voltage of the angle encoder. In the known arrangement, from the analog signal of the auxiliary voltages UX, i / 2 pulse series are formed by means of sampling circuits, and the pulse series is shifted by 90%. In addition, a reference phase signal is generated and compared with the signal derived from the original signal. The known arrangement requires a great deal of effort to carry out the angular conversion.

Aus der Fig. 1 der USA-Patentschrift 36 36 554 ist eine Schaltungsanordnung zur Digitalisierung des Drehwinkels einer drehbaren Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Hauptanspruches bekannt. Die Vergleichsspannung für das D-Flip-Flop wird dabei direkt aus der Frequenz der Hilfsspannung gewonnen. Da diese Hilfsspannungen normalerweise eine sehr niedrige Frequenz aufweisen (zwischen fünfzig und einigen hundert Hertz liegend) ist die so erzeugte Zählimpulsfolge nur sehr grob quantisiert und genauere, feinstufige Winkelwerte können so nicht erzeugt werden.From Fig. 1 of the USA patent 36 36 554 is a circuit arrangement for digitizing the Known rotation angle of a rotatable device according to the preamble of the present main claim. The comparison voltage for the D flip-flop is derived directly from the frequency of the auxiliary voltage won. Since these auxiliary voltages usually have a very low frequency (between fifty and lying a few hundred Hertz) the counting pulse sequence generated in this way is only very roughly quantized and more precise, finely graduated angle values cannot be generated in this way.

Als Abhille gegen derartige Schwierigkeiten wird gemäß Fig. 3 der USA-Patentschrift 36 36 554 einAs a remedy against such difficulties is shown in FIG. 3 of the United States Patent 36 36 554 a

eigener Impulsoszillaior verwendet, der auf einer sehr hohen Frequenz von z.B. 131072 Hz = 2" Hz schwingt. Dieser hochfrequente Impulsgenerator ermöglicht zwar eine feinere Winkelquantisierung. Er bringt aber die Gefahr neuer Fehlereinflüsse mit sich, weil seine Frequenz völlig unabhängig von der Grundfrequenz der Hilfsspannung gewählt ist, welche zur Modulation mil dem sin φ und dem cos φ dient.own pulse oscillator used, which oscillates at a very high frequency of e.g. 131072 Hz = 2 "Hz. This high-frequency pulse generator allows a finer angular quantization which is used for modulation with the sin φ and the cos φ.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ehen Weg aufzuzeigen, auf welchem es möglich ist, unter Vermeidung dieser Nachteile mit geringem Aufwand die Umsetzung eines analogen Drehwinkels in Digitalwerte vorzunehmen und dabei eine ausreichend hohe Auflösegenauigkeit der Winkelwerte bei gleichzeitig hoher Genauigkeit zu erzielen. Gemäß der Erfindung, welche sich auf eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vergleichsspannung eine Frequenz von η ■ fo aufweist und die Zählimpulse mit η · fa auftreten, wobei die Größen /ι Potenzen von zwei sind.The present invention is based on the object of showing a way in which it is possible to convert an analog angle of rotation into digital values with little effort while avoiding these disadvantages and to achieve a sufficiently high resolution of the angle values with high accuracy at the same time. According to the invention, which relates to a circuit arrangement of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that the comparison voltage has a frequency of η · fo and the counting pulses occur with η · fa , the magnitudes / ι powers of two.

Einzelheiten sowie Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtDetails and further developments of the invention are described in greater detail below with reference to drawings explained. It shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,1 shows an embodiment of a circuit arrangement according to the invention,

Fig.2 Zeigerdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1.Fig. 2 phasor diagrams to explain the mode of operation the circuit of FIG. 1.

In F i g. 1 ist als drehbare Einrichtung eine Antenne A dargestellt, welche bevorzugt bei einem Rundsuch-Radargerät Verwendung finden kann. Der die Antenne drehenden Welle W ist ein Geber G zugeordnet, welcher in bekannter Weise zwei Ausgangsspannungen Ui und L'2 liefert. Die Spannung Ui hat dabei die FunktionIn Fig. 1, an antenna A is shown as a rotatable device, which can preferably be used in an omnidirectional radar device. The shaft W rotating the antenna is assigned a transmitter G , which supplies two output voltages Ui and L'2 in a known manner. The voltage Ui has the function

U1 (i) = cos ν (f) · cos 2 .τ · fo ■ t. (1)
Die Spannung L/2 entspricht der Funktion
U 1 (i) = cos ν (f) · cos 2 .τ · fo · t. (1)
The voltage L / 2 corresponds to the function

U2(t) = sin ν (f) ■ cos 2rr ■ fo ■ ι. (2) U2 (t) = sin ν (f) ■ cos 2rr ■ fo ■ ι. (2)

Dabei ist φ der Drehwinkel der Antenne z. B. gegenüber der Nordrichtung und fo die Hilfsfrequenz eines Gebers, welche bevorzugt bei 400 Hz liegt. Geht man davon aus, daß φ bei fa Umdrehungen in der Sekunde auch geschrieben werden kann alsHere, φ is the angle of rotation of the antenna z. B. opposite the north direction and fo the auxiliary frequency of an encoder, which is preferably 400 Hz. Assuming that φ with fa revolutions per second can also be written as

7 = 2 .τ · fet ■ t , (3)7 = 2 .τ · fet ■ t , (3)

so lassen sich die Gleichungen (1) und (2) umformen in
U 1 (/) = cos (2 -τ · fa ■ t) ■ cos 2 -r · fo ■ t (la)
und
thus equations (1) and (2) can be converted into
U 1 (/) = cos (2 -τ · fa ■ t) ■ cos 2 -r · fo ■ t (la)
and

U 2 (f) = sin (z rr ■ fa ■ t) ■ cos 2 .τ · fo ■ t. (2h) U 2 (f) = sin (z rr ■ fa ■ t) ■ cos 2 .τ · fo ■ t. (2h)

Daraus la;.>en sich durch trigonometrische Umformungen Funktionen gewinnen, die gegeben sind durchFrom this it is possible to use trigonometric transformations Gain functions that are given by

U1 (() = cos 2 .τ (fo + fa) ■ / + cos 2 .τ (fo - fa) ■ t U 1 (() = cos 2 .τ (fo + fa) ■ / + cos 2 .τ (fo - fa) ■ t

(Ib)
und
(Ib)
and

U2(l) = sin 2.-71 fo + fa) ■ ι + sin 2 .-τ (fo - fa) ■ ι U2 (l) = sin 2.-7 1 fo + fa) ■ ι + sin 2.-τ (fo - fa) ■ ι

(2b)(2 B)

Man erkennt daraus, daß U1 und L/2 Signalgemische zweier Frequenzen enthalten, welche gegeben sind durch die Frequenzwerte (fo + la) und (fo—fa). Wenn somit die Antenne A gerade eine Umdrehung pro Sekunde durchführt und die Frequenz fo = 400 Hz gewählt ist, so treten Schwingungen der Frequenzen 401 und 399 Hz auf.It can be seen from this that U 1 and L / 2 contain mixed signals of two frequencies, which are given by the frequency values (fo + la) and (fo-fa). Thus, if the antenna A just rotates one revolution per second and the frequency fo = 400 Hz is selected, then oscillations of the frequencies 401 and 399 Hz occur.

Um eine einzige der beiden Schwingungen zu gewinnen, muß zunächst die andere Frequenzkomponente eliminiert werden. Im vorliegenden Beispiel ist davon ausgegangen, daß die Frequenz fo—fa eliminiert werden soll. Hierzu wird die Hilfsspannung L/2 einer 90°-Phasenverschiebung durch ein T-Glied mit im Längszweig liegenden ohmschen Widerstandselementen R 4 (einstellbarer Widersland), Ä5 und mit einer im Querzweig liegenden Kapazität Ci unterworfen. Die Spannung Ui durchläuft ein T-Glied, dessen Längswiderstände mit R 2 und R 3 und dessen einstellbarer Querwiderstand mit R 1 bezeichnet ist. Dieses nur aus ohmschen Widerständen bestehende T-Glied bewirkt keine Phasenverschiebung, sondern nur eine Amplitudenänderung. In order to obtain a single one of the two oscillations, the other frequency component must first be eliminated. In the present example it is assumed that the frequency fo-fa is to be eliminated. For this purpose, the auxiliary voltage L / 2 is subjected to a 90 ° phase shift by a T element with ohmic resistance elements R 4 (adjustable contradiction), Ä5 and a capacitance Ci located in the shunt branch. The voltage Ui runs through a T element whose series resistances are denoted by R 2 and R 3 and whose adjustable transverse resistance is denoted by R 1. This T-element, which consists only of ohmic resistances, does not cause a phase shift, but only a change in amplitude.

Da an der mit Σ bezeichneten Zusammenschaltstelle der beiden Spannungen Ui und U 2 diese gleich große Amplituden aufweisen müssen, ist der Widerstand R i einstellbar. Mit dem ebenfalls einstellbaren Widerstand RA kann die gewünschte Phasenverschiebung von 90° von U2 gegen Ui genau eingestellt werden. In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, eine mehrstufige /?C-Schaltung zur Phasenverschiebung zu verwenden. In der Praxis hat sich besonders eine dreistufige Schaltung dieser Art bewährt.Since the two voltages Ui and U 2 must have equally large amplitudes at the interconnection point marked with Σ , the resistance R i can be adjusted. With the resistor RA , which is also adjustable, the required phase shift of 90 ° from U2 to Ui can be precisely set. In many cases it will be useful to use a multi-stage /? C circuit for phase shifting. In practice, a three-stage circuit of this type has proven particularly useful.

Da unter Umständen Störspannungsspitzen bei den Spannungen Ui und U2 auftreten können, ist an der mit Σ bezeichneten Zusammenschaltstelle eine Kapazität C2 vorgesehen, welche diese Störspannungen gegen Masse ableitet. Der ohmsche Widerstand Rl ist an der gleichen Stelle angeschaltet und dient zur Einstellung eines niederohmigen Quellwiderstands für den nachfolgenden Komparator KVi. Since interference voltage peaks can occur at voltages Ui and U2 under certain circumstances, a capacitor C2 is provided at the interconnection point marked with Σ , which diverts these interference voltages to ground. The ohmic resistor Rl is switched on at the same point and is used to set a low-resistance source resistance for the following comparator KVi.

Zur Erläuterung, wie aus den HilfsSpannungen Ui und U2 an der Zusammenschaltstelle Σ die dritte Hilfsspannung L/3 entsteht, ist auf Fig.2 Bezug genommen.To explain how the third auxiliary voltage L / 3 arises from the auxiliary voltages Ui and U2 at the interconnection point Σ, reference is made to FIG.

In Zeile a) von Fig. 2 ist die Hilfsspaiinung Ui dargestellt. Diese Hilfsspannung enf.teht aus zwei gegensinnig rotierenden Vektoren Uin (nacheilend, d. h. entsprechend fo— fa) und U i ν (voreilend, entsprechend fo + fa). In line a) of FIG. 2, the auxiliary machining Ui is shown. This auxiliary voltage is made up of two oppositely rotating vectors Uin (lagging, ie corresponding to fo-fa) and U i ν (leading, corresponding to fo + fa).

Das gleiche gilt für die in Zeile b) dargestellte Hilfsspannung L/2, welche aus den Vektoren U2n (entsprechend fo—fa) und U2 ν (entsprechend fo + fa) entsteht.The same applies to the auxiliary voltage L / 2 shown in line b), which arises from the vectors U2n (corresponding to fo-fa) and U2 ν (corresponding to fo + fa) .

In Zeile c) ist die Lage der Hilfsspannung U2 nach der l>0°-Drehung mit U2'\ die der entsprechenden Teilvektoren mit L/2nund L/2'vbezeichnet.In line c) the position of the auxiliary voltage U2 after the l> 0 ° rotation is designated with U2 '\ that of the corresponding partial vectors with L / 2n and L / 2'v.

Überlagert man die Teil-Hilfsspannungen Uin, UIv nach Zeile a) und U2'v, U2'η nach Zeile c) an der mit Σ bezeichneten Zusammenschaltstelle, so zeigt sich, daß die Vektoren L/2'τ und LMngegenphasig sind und sich bei gleich großen Amplitudenwerten somit gegenseitig kompensieren. Dagegen sind die beiden Vektoren U'2'v und U1 ν gleichphasig und überlagern sich zu der dritten Hilfsspannung (73. Diese Hilfsspannung hat somit im vorliegenden Beispiel nur noch die Frequenz fo + fa. If the partial auxiliary voltages Uin, U Iv according to line a) and U2'v, U2'η according to line c) are superimposed at the interconnection point marked with Σ , it can be seen that the vectors L / 2'τ and LMn are out of phase and are mutually exclusive If the amplitude values are the same, they compensate for one another. In contrast, the two vectors U'2'v and U 1 ν are in phase and are superimposed to form the third auxiliary voltage (73. In the present example, this auxiliary voltage thus only has the frequency fo + fa.

Wollte man sta.i dessin fo + fa eliminieren und fo—fa zur Auswertung heranziehen, so müßte dir HilfssDannung t/2 statt um +90° (entsprechend Zeile c)If one wanted to eliminate sta.i dessin fo + fa and use fo-fa for the evaluation, then the auxiliary stress t / 2 would have to be used instead of + 90 ° (according to line c)

in Fig. 2) um —90° in der Phase gedreht werden. Dies läßt sich ζ. B. dadurch realisieren, daß beim T-Glied für den Übertragungsweg von t/2 ein Kondensator im Längszweig eingeschaltet wird. Man könnte auch die Hilfsspannung U2 ohne Phasenverschiebung zur Zusammenschaltstelle Σ führen und U 1 um +90° in der Phase drehen.in Fig. 2) can be rotated in phase by -90 °. This can be ζ. B. realize that a capacitor is switched on in the series branch in the T-element for the transmission path of t / 2. You could also lead the auxiliary voltage U2 to the interconnection point Σ without a phase shift and turn U 1 in phase by + 90 °.

In geeigneter Weise, z. B. durch einen Komparator KVi, werden die sinusförmigen Schwingungen der Hilfsspannung (73 in Rechteckschwingungen der gleichen Frequenz fo + fa umgeformt. Diese Rechteckschwingungen gelangen zum Clock-Kingang einer in Form eines D-Flip-Flops aufgebauten Vergleichsschaltung VS. Hierfür kann beispielsweise ein als integrierter Baustein ausgebildetes D-Flip-Flop der Firma Texas Instruments mit der Typenbezeichnung SN 5474 oder SN 7474 benutzt werden. Am Clear-Eingang (1) und am Preset-Eingang(4)des D-Flip-Flop liegt jeweils + I.In a suitable manner, e.g. For example, by a comparator KVi, the sinusoidal oscillations of the auxiliary voltage (73, fo in square waves of the same frequency + fa reshaped. These square waves reach the clock Kingang an constructed in the form of a D-flip-flops compare circuit VS. this purpose, for example, an as Integrated module designed D-flip-flop from Texas Instruments with the type designation SN 5474 or SN 7474. + I is located at the clear input (1) and at the preset input (4) of the D-flip-flop.

Der zweite Informations-Eingang D des LMJipliops VS wird ebenfalls mit Rechteckschwingungen lld beaufschlagt, welche die Frequenz η ■ fo aufweisen. Dabei ist π die Zahl der Winkelschritte (Zählimpulse), in die eine volle Umdrehung von ψ = 360° quantisiert werden soll. Für η werden bevorzugt Werte von 2* verwendet. Nimmt man an, daß k = 7 gewählt ist, dann ergibt sich π = 128. Mit fo = 400 Hz muß somit die Frequenz am Eingang D des Flip-Flops 128 ■ 400 = 51,2 kHz betragen. Zur F.rzr-upiirig dieser Frequenz dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel der rechteckförmige Spannungen liefernde Oszillator CO, welcher bevorzugt auf einer Vielfachen der Frequenz η fo, beispielsweise 2n fo, schwingt. Durch einen Frequenzteiler FT 2 wird hieraus eine Schwingung mit der Frequenz η ■ fo gebildet. Dies hat den Vorteil, daß das Tastverhältnis der so gewonnenen Rechteckimpulse in einfacher Weise gleichmäßig bleibt. Zur Synchronisation des Oszillators CO wird ein weiterer Frequenzteiler FTi verwendet, welcher die Frequenz des Oszillators CO so herunterteilt, daß an dem Phasenvergleichsglied PG die Frequenz fo anliegt. Für die angenommenen Frequenzwerte muß der Frequenzteiler FTi ein Teilerverhältnis von 128 : I aufweisen. Dem Phasenglied PC wird als Vergleichsfrequenz die im Geber G vorhandene unmodulierte Hilfsspannung Uo — sin 2 ,τ · fo zugeführt, die durch s den Komparator KV2 ebenfalls in eine Rcchteckwelle umgeformt wurde. Durch diesen Frequenzregelkreis ist die enge frequenzmäßige Verflechtung der beiden, der Vergleichsschaltung VS zugeführten Spannungen UZ und Ud gewährleistet, wodurch die Stabilität und dieThe second information input D of the LMJipliops VS is also subjected to square waves lld , which have the frequency η ■ fo . Here, π is the number of angular steps (counting pulses) into which a full revolution of ψ = 360 ° is to be quantized. Values of 2 * are preferred for η. Assuming that k = 7 is selected, then π = 128. With fo = 400 Hz, the frequency at input D of the flip-flop must be 128 · 400 = 51.2 kHz. In the present exemplary embodiment, the square-wave oscillator CO, which preferably oscillates at a multiple of the frequency η fo, for example 2n fo, is used to measure this frequency. An oscillation with the frequency η ■ fo is formed from this by a frequency divider FT 2. This has the advantage that the pulse duty factor of the square-wave pulses obtained in this way remains uniform in a simple manner. A further frequency divider FTi is used to synchronize the oscillator CO , which divides the frequency of the oscillator CO down such that the frequency fo is applied to the phase comparator PG. The frequency divider FTi must have a division ratio of 128: 1 for the assumed frequency values. The phase term PC is existing in the encoder G unmodulated auxiliary voltage Uo as a comparison frequency - sin 2, τ · fo supplied to the comparator KV2 was also converted into a Rcchteckwelle by s. This frequency control loop ensures that the two voltages UZ and Ud fed to the comparison circuit VS are closely interwoven in terms of frequency, which results in the stability and the

in Genauigkeit verbessert werden.can be improved in accuracy.

Die Vergleichsschaltung KSspricht immer nur auf die ansteigenden Vorderflanken der Rechteckimpulse der Spannung Ul an und prüft dabei, ob in diesem Augenblick die Rechteckspannung von !..'ei ".',ill oJcr Eins ist. Ist Ud = 0, dann ist auch das Ausgangssignal an (7(5) gleich Null und bleibt so lange Null, bis bei einer Prüfung Ud = 1 ist. Dann bleibt analog der Ausgang (5) auf I stehen. Die so gcwonr^n^n Zählimpulse /.t werden beispielsweise einem Schieberegister WZ The comparison circuit KS responds only to the rising leading edges of the square-wave pulses of the voltage Ul and checks whether the square-wave voltage of ! .. 'ei ".', Ill oJcr is one at this moment. If Ud = 0, then the output signal is also at (7 (5) equals zero and remains zero until a test is Ud = 1. Then analog output (5) remains at I. The thus obtained counting pulses /.t are, for example, a shift register WZ

Jn zugeführt oder in anderer Weise weiter verarbeitet. Bevor^upt wird dabei so vorgegangen, daß das am Ausgang der Vergleichsschaltung KS vorliegende Signal Zl als Takt für ein als Speicher wirkendes Schieberegister WZverwendet wird, in das Informatio-Jn supplied or further processed in another way. Before ^ upt the procedure is such that the signal Z1 present at the output of the comparison circuit KS is used as a clock for a shift register WZ acting as a memory, into which information

:"' nen aus der Radarantenne eingeschrieben und nach einer Umdrehung der Antenne — oder definiert früher — wieder herausgeschoben werden. Nähere Einzelheiten htL-izu sind in der deutschen Patentanmeldung P 23 53 503.7 beschrieben.: "'nen from the radar antenna enrolled and after one turn of the antenna - or earlier - can be pushed out again. More details htL-izu are in the German patent application P 23 53 503.7.

in Mit entsprechendem Aufwand ist es auch möglich, die Spannung Ud durch Frequenzvervielfachung aus der Hilfsspannung Uo herzuleiten.With a corresponding effort, it is also possible to derive the voltage Ud from the auxiliary voltage Uo by multiplying the frequency.

Die Zahl der Impulse, welche ausgehend von dem Zeitpunkt des Durchlaufens einer Bezugsrichtung,The number of impulses which, based on the point in time at which a reference direction is traversed,

)') auftreten, sind ein Maß für den Winkelbereicn, in dem sich die Antenne A gerade befindet. Sind beispielsweise für eine volle Umdrehung 128 Zählimpulse Zi vorgesehen, so ist nach 7 Impulsen der Winkelwert ) ') are a measure of the angular range in which antenna A is currently located. If, for example, 128 counting pulses Zi are provided for a full revolution, the angle value is after 7 pulses

, 360 T,c · .
.,, 7 "ns erreicht.
, 360 T, c ·.
. ,, 7 "ns reached.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (12)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur Digitalisierung des Drehwinkels φ einer drehbaren, mit fa Umdrehungen pro Sekunde betriebenen Einrichtung, unter Verwendung von mit dem sin φ und dem cos φ modulierten Hilfsspannungen einer Grundfrequenz fo, die durch weitere Schaltmittel in eine den Drehwinkel angebende Zählimpulsfolge umgesetzt werden, bei der η Impulse dem Drehwinkel von 360° entsprechen und aus den beiden Hilfsspannungen eine dritte Hilfsspannung gebildet ist, die entweder nur noch die Frequenz fo + fa oder nur noch die Frequenz fo—fa enthält, wobei die dritte Hilfsspan- r. nung und eine Vergleichsspannung einem als Vergleichsschaltung arbeitenden D-Flip-Flop derart zugeführt werden, daß am D-Eingang (Vorbereitungseingang) die Vergleichspannung und am Clock-Eingang die dritte Hilfsspannung liegt und daß am Ausgang des D-Flip-Flop die gewünschte Zählimpuisfoige abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung (Ud) eine Frequenz von η ■ fo aufweist und die Zählimpulse (ZI) mit η ■ fa auftreten, wobei die Größen η Potenzen von zwei sind.1. Circuit arrangement for digitizing the angle of rotation φ of a rotatable device operated at fa revolutions per second, using auxiliary voltages of a basic frequency fo modulated with sin φ and cos φ , which are converted by further switching means into a counting pulse sequence indicating the angle of rotation of the η pulses correspond to the angle of rotation of 360 ° and a third auxiliary voltage is formed from the two auxiliary voltages, which either only contains the frequency fo + fa or only the frequency fo-fa , the third auxiliary voltage r. Voltage and a comparison voltage are fed to a D-flip-flop operating as a comparison circuit in such a way that the comparison voltage is applied to the D input (preparation input) and the third auxiliary voltage is applied to the clock input, and the desired counting pulse is taken from the output of the D flip-flop is, characterized in that the comparison voltage (Ud) has a frequency of η ■ fo and the counting pulses (ZI) occur with η ■ fa , the sizes η being powers of two. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Hilfsspannungen (UX, t/2) eine (z. B. t/2) um 90° in der Phase gedreht wird und anschließend beide derart addiert jo werden, daß die dritte Hilfsspannung (t/3) der gewünschten Frequenz entsteht.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that of the two auxiliary voltages (UX, t / 2) one (z. B. t / 2) is rotated by 90 ° in phase and then both are added so that the jo third auxiliary voltage (t / 3) of the desired frequency is created. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hilfsspannungen (Ui, t/2) bei der Addition gleiche Amplituden aufweisen und daß vor der Zusammensc.ialtstelle (Σ) einstellbare Widerstände Ri, R 4) vorgesehen sind, welche die genaue Einstellung der Amplituden- und der 90° -Phasenbeziehung ermöglichen.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that both auxiliary voltages (Ui, t / 2) have the same amplitudes when added and that adjustable resistors Ri, R 4) are provided in front of the assembly (Σ) , which the exact setting the amplitude and the 90 ° phase relationship. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zusammenschaltstelle (Σ) der Hilfsspannungen (U 1, t/2) gegen Masse ein zur Beseitigung von Störspannung*:n dienender Kondensator (C2) eingeschaltet ist.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that at the interconnection point (Σ) of the auxiliary voltages (U 1, t / 2) to ground a capacitor (C2) serving to eliminate interference voltage *: n is switched on. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur 90° -Phasenverschiebung eine, vorzugsweise dreistufige, /?C-Schaltung dient.5. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that for 90 ° phase shift a, preferably three-stage, /? C circuit is used. 6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannungen (U3, Ud) des D-Flip-Flop in Form von Rechteckspannungen vorliegen.6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the input voltages (U3, Ud) of the D flip-flop are in the form of square-wave voltages. 7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vergleichsspannung (Ud)ein Oszillator (CO) vorgesehen ist.7. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that an oscillator (CO) is provided for generating the comparison voltage (Ud). 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (CO) mit der Grundfrequenz fo der unmodulierten Hilfsspannung (f/cihynchronisiert ist.8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the oscillator (CO) is synchronized with the fundamental frequency fo of the unmodulated auxiliary voltage (f / cihynchronized. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (CO)auf einer Frequenz η ■ m · fo (m = ganzzahlig), vorzugsweise m = 2, schwingt.9. Circuit arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the oscillator (CO) oscillates at a frequency η ■ m · fo (m = integer), preferably m = 2. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- h5 ehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung (LJd) durch Frequenzvervielfachung aus der unmodulierten Hilfsspannung (Uo) 10. Circuit arrangement according to one of claims h5 before 1 to 6, characterized in that the comparison voltage (LJd) by frequency multiplication from the unmodulated auxiliary voltage (Uo) hergeleitet ist.is derived. 11, Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung als Winkelzähler für eine Antenne, insbesondere für ein Rundsuchradargerät.11, circuit arrangement according to one of the preceding Claims, characterized by the use as an angle counter for an antenna, especially for an omnidirectional radar device. 12. Schaltungsanordnung nach eiern der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang der Vergleichsschaltung (VS) vorliegende Signal (ZI) als Takt für ein als Speicher wirkendes Schieberegister (WZ) verwendet wird, in das Informationen aus der Radarantenne eingeschrieben und nach einer Umdrehung der Antenne — oder definiert früher — wieder herausgeschoben werden.12. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the signal (ZI ) present at the output of the comparison circuit (VS) is used as a clock for a shift register (WZ) acting as a memory, into which information from the radar antenna is written and after a Rotation of the antenna - or earlier defined - can be pushed out again.
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